에너지/환경

배기가스로 글리콜 제조 기술 획기적 진전

발행일 : 2011 / 12 / 13

글리콜(glycol) 생산 신원료 모색, 투자비용 30% 절감

서남화공연구설계원이 개발한 ‘산업 배기가스 회수 및 이용 글리콜 제조 기술’이 최근 스촨성과기청의 전문가 검증을 통과했다. 신기술은 글리콜 생산 신원료를 모색해냈으며, 투자비용을 30% 절감한 외에도, 산업 배기가스 오염문제를 효율적으로 해결함으로써 성숙된 산업화 여건을 갖추었다.

서남화공연구설계원은 1986년부터 중국 최초로 합성가스로 글리콜 제조 기술연구를 개시했으며, ‘제11차 5개년 규획’ 국가과기지탱(支撑)계획의 중점프로젝트인 ‘비석유 방법으로 대량 화학물질 제조 핵심기술 개발’을 담당했다. 연구자는 25년간의 노력을 거쳐 산업 응용가치가 있는 두 개의 핵심 촉매제 및 관련 공법을 개발하고, 전환율 100%, 선택성 90% 여건에서 주기가 6,000시간 이상으로 긴 심사를 통과했다. 복잡한 ‘석탄가스화’ 장비와 공법을 활용하지 않고 톤당 제품의 메탄올 소비 0.16%와 증기 소비 2.5톤을 감축했다. 그리고 수소반응기, 폴리에스테르급 글리콜제품 정밀제조를 포함한 5대의 핵심기술을 개발했으며, 이미 4건의 국가발명특허를 획득했다.

전문가 소개에 의하면, 기존의 석유와 석탄을 이용하여 글리콜을 제조하던 방법에 비해 인 배기가스 또는 탄화칼슘로 배기가스를 비롯한 산업 배기가스로 글리콜을 생산하는 신기술을 적용할 경우 톤당 원가가 4,000 위안에 불과한 것으로, 각각 3,500 위안과 1,000 위안을 절약할 수 있다. 환경보호 수익에서 분석하면, 중국이 연간 100만톤의 인을 생산하는 기준에 따라 계산할 경우 연간 인화합물 3,750톤, 황화물 7,500톤, 비소화물 200톤, 불화물 1,250톤의 배출을 저감시킬 수 있다.

글리콜은 용제, 부동액, 합성 테릴렌(Terylene)의 주요 원료이며, 올 한 해 동안 중국 내 생산능력 450만톤, 소비량 800만톤으로 예상된다. 생산능력 400만톤에 육박하는 부족 부분을 산업 배기가스를 원료로 생산을 대체할 경우 연간 외화 30억 달러를 절약할 수 있는 한편, 에틸렌 200만톤의 소비를 줄일 수 있다.

□ 두 개의 신형 촉매제

– CO 결합 카르보닐화 촉매제((Pd-M/AI₂O₃)
활성 1010g/L.h, 선택성 95% 이상으로, 국내외 선진수준

– 옥살산염 수소 촉매제
Cu/SiO₂촉매제로 Cr함유 촉매제 대체, 나노 분산상태 Cu의 열 안정성 문제 해결, 수명이 길고, 글리콜 선택성 85% 이상, 시공간 효과 300g/Lcar.h

□ 5대의 관련 핵심기술

– CO/H₂산업배기가스(인 배기가스, 코크스로 가스 등) 분리추출 기술

– CO 결합 카르보닐화 이용 옥살산염 제조 촉매반응공법 및 반응기
반응 온도 초과문제 해결, 촉매반응의 안정성과 지속 운행 확보

– 옥살산염 수소 반응공법 및 반응기 설계
촉매제의 긴 수명 확보

– 재료분리 순환공법
재료소비와 에너지소비 감소, 오염물 제로방출 실현

– 글리콜제품의 증류정제공법
국제표준 부합, 폴리에스테르급 요구 도달